Die Grenze scheint noch lange nicht erreicht. Die unvorstellbare Menge von rund 1,5 Terabit pro Sekunde (1,5 Billionen Bit) können die heutigen Glasfaserkabel bewältigen. Telefonanrufe oder Internetdaten werden auf diesem Weg rund 25 Millionen Mal schneller befördert als über eine herkömmliche ISDN-Leitung. Doch in Zukunft soll es noch schneller gehen; Übertragungsmengen bis zu 150 Terabit pro Sekunde scheinen möglich. Das zumindest haben amerikanische Wissenschaftler errechnet.

Eine keineswegs leichte Aufgabe: Denn Glasfasern leiten zwar problemlos Laserpulse, gegen eine plausible mathematische Beschreibung ihrer Natur wehren sie sich allerdings. Glas ist in den Augen der Physiker ein "nicht-lineares Medium", das heißt, es lässt sich nicht mit einfachen Gleichungen beschreiben.

So addieren sich die verschiedenen Signalstörungen, die beim Transport von Informationen zwangsläufig auftreten, nicht einfach, sie interagieren vielmehr. Damit machen diese Effekte jede vernünftige Berechnung der übertragenen Informationen zunichte. Der Zusammenhang zwischen der Energie, die an einem Ende in die Faser hineingesteckt wird, und der nutzbaren Information am anderen Ende blieb bislang rätselhaft.

Doch Abhilfe scheint in Sicht. Wie Partha Mitra und Jason Stark von den Bell Laboratories in New Jersey im britischen Wissenschaftsmagazin "Nature" schreiben, ist es ihnen gelungen, den nicht-linearen Term durch ein lineares Äquivalent zu ersetzen. Die Gleichung der Informationsübertragung wird lösbar.

Demnach nimmt die übertragene Information zunächst mit steigender Energie zu, um schließlich ihr Maximum zu erreichen. Darüber hinaus ist größerer Aufwand eher hinderlich: Das Rauschen nimmt schnell zu und verhindert schließlich, dass am anderen Ende der Glasfaser vernünftige Informationen ankommen.

Als obere Grenze haben Mitra und Stark eine Übertragungskapazität berechnet, die bei drei Bit pro Hertz, einer indirekten Angabe für die Wellenlänge, liegt. Glücklicherweise können moderne Glasfaserkabel Licht verschiedener Farben und damit verschiedener Wellenlängen transportieren.

• Wissenschaftsmagazin "Nature" 

Die Gesamtkapazität ergibt sich letztlich aus der Brandbreite (dem verfügbaren Raum für die Wellenlängen) und der von den Forschern berechneten Effizienz der Übertragung. Alles zusammen genommen ergibt sich eine Kapazität von rund 150 Terabit pro Sekunde - oder knapp zwei Milliarden Telefongesprächen zur selben Zeit.

Die direkten Auswirkungen der theoretischen Zahlenspiele sind noch nicht ganz klar. Während Mitra gegenüber "Nature Science Update" hofft, zukünftig die in den vorhandenen Systemen schlummernden Potenziale wecken zu können, rechnet der Glasfaser-Experte Govind Agrawal mit einem Schub in ganz anderer Richtung: Angesichts des starken Wachstums im Kommunikationsbereich und einer absehbarer Obergrenze könnte nun mehr Energie in die Erforschung alternativer Techniken fließen.